Technologie pulzního elektrického pole (dále jen PEF) se od roku 2010 úspěšně používá při výrobě bramborového občerstvení. Tato technologie se používá hlavně při výrobě hranolků a hranolků. Úspěšná implementace zařízení PEF pro kontinuální předúpravu brambor v potravinářském průmyslu má několik výhod, pokud jde o lepší využití surovin, účinnost procesu a kvalitu produktu.
Celkově technologie PEF nahrazuje tradiční tepelné ohřívání brambor s využitím až o 90% méně vody a energie. Tato technologie pomáhá změkčit surovinu, což umožňuje lepší řezání a zpracování brambor. Hladší řez s menším poškozením povrchu, zlomeninami, malými úlomky a ztrátou škrobu vede k vyšším výtěžkům hotového produktu, menší absorpci oleje a delší životnosti řezaného nože. Vylepšená difúze vody z PEF ošetřených brambor optimalizuje proces blanšírování, sušení a smažení, což také pomáhá snížit energii a provozní náklady. Hranolky a hranolky zpracované pomocí PEF jsou kvalitnější a zdravější, s nižším procentem absorbovaného tuku a rovnoměrnější barvou.
Princip zpracování pulzního elektrického pole PEF
První studie využívající technologii PEF prováděné různými výzkumnými skupinami byly provedeny počátkem 1900. století. Již na začátku nového tisíciletí však byl vyvinut první průmyslový systém PEF a nainstalován do závodu na zpracování brambor. V současné době se v potravinářském průmyslu používá více než 150 systémů Elea PEF, z nichž většina je instalována na výrobu hranolků a hranolků.
Technologie pulzního elektrického pole je založena na principu elektroporace (obrázek 1). Na základě fyzikálních principů se během ošetření PEF generují krátké elektrické impulsy vysokého napětí, které podporují tvorbu pórů v buněčné membráně bez poškození dalších cenných látek, jako jsou vitamíny, minerály nebo pigmenty. Tuto technologii lze aplikovat na tkáně živočišného nebo rostlinného původu a dokonce i na mikroorganismy. Všechny živé buňky jsou obklopeny semipermeabilní buněčnou membránou, kterou tvoří hlavně fosfolipidy s dielektrickými vlastnostmi. Aplikace vnějšího elektrického pole vede k akumulaci náboje na buněčné membráně a způsobuje zvýšení jejího přirozeného potenciálu, takzvaného transmembránového potenciálu. To způsobuje elektrickou kontrakci buněčné membrány a v důsledku toho vede k tvorbě pórů.
V důsledku tvorby pórů v buňkách rostlinných tkání (například buněk brambor) během zpracování PEF ztrácejí nitrobuněčný tlak (turgor), což vede ke změkčení tkáně a snadnějšímu a lepšímu řezání rostlinných materiálů. Kromě toho má elektroporace buněčné struktury za následek lepší přenos hmoty, čímž se zlepšují také průmyslové procesy, jako je praní, blanšírování a fritování.
Bramborový průmysl tradičně používá termální předehřev (předehřívání blanšírováním) k zajištění kvalitních řezů, které brambory zahřeje na 65 ° C po dobu 45 minut. Tento proces vyžaduje hodně vody a energie. Je třeba mít na paměti, že likvidace mikrobiologicky inseminované vody obsahující škrob je často problematická. Plnění a vypouštění vody z ohřívače navíc obvykle trvá dlouho a vyžaduje následnou údržbu. To je obzvláště obtížné se změnami produktů a neplánovanými odstávkami výrobní linky, které často vedou k likvidaci surovin.
Je třeba zmínit, že při výrobě hranolků se použití technologie zpracování PEF před krájením suroviny již stalo světovým standardem. Technologie PEF nahrazuje klasický proces tepelného ohřevu, čímž snižuje spotřebu vody a energie až o 90%. Během zpracování PEF se produkt a procesní voda prakticky neohřívají, což znamená, že v procesním prostředí je méně mikroorganismů a škrobu. Samotné zpracování trvá jen několik mikrosekund a v závislosti na výrobní kapacitě linky jsou brambory v systému PEF pouze za 5-8 sekund. Použití pulzních elektrických polí má také další výhody. Protože touto metodou je hromadné zpracování, všechny brambory - ať už velké nebo malé - se zpracovávají rovnoměrně. Je třeba poznamenat, že dříve, po tepelném ohřevu, byly malé brambory již zcela uvařené, zatímco velké brambory byly uvnitř stále pevné. Díky rovnoměrnému změkčení je dosaženo rovnoměrného řezu; syrové hranolky jsou pružnější a méně se lámou, což vede k vyššímu výtěžku konečného produktu. Snížená absorpce oleje (přibližně o 10%) během fritování snižuje obsah tuku ve finálním produktu. Zvýšená flexibilita a hladší povrch mají za následek delší hranolky a jednotnou barvu s rovnoměrnějším zhnědnutím na výstupu.
Při výrobě čipů jsou výhody podobné jako při výrobě hranolků, ale zlepšení kvality konečného produktu je ještě výraznější. Vylepšuje se krájení, což má za následek menší plýtvání surovinami a škrobem během řezání, což zase vede k významnému zvýšení výtěžku. Snížení ztráty škrobu je primárně výsledkem snadnějšího řezání změkčených hlíz. To zase vede k menšímu mechanickému poškození nožů a v důsledku toho k menšímu vymývání škrobu z povrchu. Navíc se při smažení drží méně čipů dohromady, což eliminuje potřebu odmítnutí produktu. U hluboce smažené PEF zpracované suroviny na hranolky dochází ke snížení obsahu tuku - až o 20% v konečném produktu, je třeba poznamenat, že toto snížení závisí také na krájení, kvalitě suroviny a samotném procesu smažení. Ten hraje důležitou roli při zlepšování kvality produktu. Otevřená buněčná struktura suroviny a zlepšená difúze vody umožňují optimalizované parametry smažení, jako je teplota oleje a doba smažení. Zvýšená účinnost procesu fritování má velký dopad na životnost oleje a absorpci oleje produktu, stejně jako na barvu a křupavost konečného produktu. Snížení času a teploty smažení umožňuje lehčí produkt s menším počtem produktů termochemické reakce. To je velká výhoda pro zeleninové chipsy, jako jsou sladké brambory, mrkev, pastinák nebo červená řepa.
Rovnoměrné změkčení surového produktu navíc otevírá nové možnosti pro řezání produktů. V současné době lze při výrobě hranolků implementovat takové formy jako spirála, vafle nebo zvlnění, se značně menšími ztrátami surovin. V odvětví bramborových lupínků se otevírají ještě větší alternativy, protože tvrdší zeleninu, jako jsou sladké brambory, pastinák nebo červená řepa, lze nyní také zpracovat do tvaru. Pro spotřebitele se tak objevuje větší rozmanitost výrobků, zvyšuje se konkurenceschopnost a výroba neobvyklých tvarů nebo výrobků se stává efektivnější.
Posouzení vlivů na životní prostředí PEF při zpracování brambor
Posouzení vlivů na životní prostředí (dále jen EIA) umožňuje charakterizovat dopad výroby na životní prostředí od surovin až po konečný produkt. Studie EIA pro použití PEF při zpracování brambor byla provedena v průmyslovém měřítku s použitím srovnávacích údajů od zákazníků společnosti Elea z celého světa a studie zjistila, že nahrazení konvenčních tepelných ohřívačů zařízením PEF může snížit spotřebu energie o 85% a spotřebu vody o 90%. což odpovídá 60 - 70 000 000 litrům vody a 20 GJ tepelné tepelné úspory za rok pro typickou linku na výrobu hranolků 50 000 kg / h. Kromě toho došlo ke snížení absorpce tuku, zlepšení kvality produktu a zvýšení výtěžku produktu o 1-1,5 ,Pět%. Kromě přímých výhod PEF ve smyslu zlepšování kvality výrobků nebo zlepšování jednotlivých výrobních kroků se celý výrobní proces stává efektivnějším a udržitelnějším. Použití PEF v nepřetržité výrobní lince pro třísky standardní velikosti zvyšuje výtěžek konečného produktu o 67 tun a snižuje spotřebu oleje o 174 tun. Tím se také snižuje spotřeba zdrojů a vody potřebná pro výrobu, navíc se dále snižují náklady na zpracování, přičemž se poskytují stejné nebo dokonce vyšší průmyslová kapacita. Se systémy Elea PEF instalovanými po celém světě v dnešním bramborovém průmyslu se přibližně každou sekundu ušetří 29 kWh energie, 23 kg ekvivalentu CO2 a 138 litrů vody.
Soustava PEF pro bramborový průmysl
Společnost Elea nabízí řadu dopravníkových systémů PEF v různých velikostech s různými kapacitami pro linky na hranolky a hranolky. Kromě toho lze každý systém PEF vyráběný společností Elea navrhnout a postavit podle všech konkrétních požadavků.
Všechny systémy lze provozovat 24/7 a jsou navrženy pro provoz v extrémních podmínkách. Díky krátké době zpracování méně než 10 sekund a kompaktní velikosti se systémy Elea PEF snadno integrují do stávajících výrobních linek. Systémy PEF jsou plně automatizované a lze je ovládat přímo z výrobní linky nebo dálkově z centrálního velínu. Všechny relevantní parametry procesu lze sledovat a zaznamenávat. Vzhledem k tomu, že PEF je standardem při výrobě hranolků, instalovaná základna systému se neustále rozšiřuje a umožňuje použití standardních komponentů a náhradních dílů na skladě. Díky celosvětovým partnerům a možnostem vzdáleného servisu zajišťují specializované služby technické podpory provozuschopnost, nepřetržitou podporu a klid.
Systémy Elea pro zpracování PEF se obvykle skládají z generátoru impulzů a procesní jednotky. Pro zpracování pevných produktů, jako jsou brambory, je zpracovatelskou jednotkou speciální dopravní pás. Typická produktivita systémů PEF při výrobě čipů je od 1 do 6 t / h a při zpracování hranolků je kapacita linky výrazně vyšší při 10–60 t / h.
Pás Elea PEF Advantage je k dispozici ve čtyřech modelech: PEF Advantage B 1, 10, 100 a 1000, které jsou schopné manipulovat od 1 t / h do 60 t / h.
Speciálně pro malé výrobní linky čipů jsme vyvinuli mini systémy PEF Elea PEF Advantage B 1 a B1 schopné zpracovávat až 6 t / h surovin (obr. 6).
Průměrná spotřeba energie systému Elea PEF je poměrně nízká (1 kWh na tunu suroviny), což umožňuje nižší provozní náklady. Implementace PEF samozřejmě přichází s investičními a provozními náklady. Instalace více než 30 systémů PEF při výrobě čipů však ukázala návratnost investic v krátké době, v průměru jeden až dva roky, díky úsporám nákladů na efektivitu procesu nebo výhodám souvisejícím s produktem, jako jsou vyšší výnosy, méně šrotu a snížené obsah tuku.
Technologie PEF obecně zahrnuje zlepšování kvality surovin a optimalizaci procesů v celém výrobním řetězci, což je výhodné pro výrobce, spotřebitele a životní prostředí.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=NBLI0TxNpcw
Pro více informací navštivte naše webové stránky: www.elea-technology.com
Partnerský materiál